学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

无卤阻燃型三元乙丙橡胶的制备与性能研究

作　者: 吴丽娟
导　师: 罗权焜
学　校: 华南理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 三元乙丙橡胶力学性能无卤阻燃电绝缘性能丙烯酸铝
分类号: TQ330.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 185次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

三元乙丙橡胶（EPDM）具有优异的耐热老化性能、耐候老化性能、耐臭氧老化性能以及优异的低温性能、耐水蒸气性能和电绝缘性能，但其阻燃性能较差，需要填充大量的阻燃剂才能达到较好的阻燃效果，然而这样往往导致物理机械性能的下降，从而影响了三元乙丙橡胶的广泛应用。本课题系统研究了硫化体系、阻燃剂、阻燃剂并用、软化剂对填充白炭黑的EPDM橡胶硫化特性、硫化胶的力学性能、耐热老化性能、阻燃性能、电绝缘性能和动态力学性能的影响。研究结果表明，采用硫黄/过氧化物复合硫化体系、过氧化物/给硫体复合硫化体系赋予EPDM硫化胶较好的综合性能，拉伸强度大于13.0MPa，老化后性能保持率在90%左右，体积电阻率和表面电阻率分别达到1013Ω·cm和1013Ω或以上。所研究的几种阻燃剂中以采用氢氧化铝（ATH）时EPDM的力学性能和阻燃性能得到较好的平衡，增加ATH用量能提高硫化胶的阻燃性能，但力学性能损害较大；填充80phr的ATH时，并用20²5phr的硼酸锌、三氧化二锑和三聚氰胺磷酸盐，能产生明显的协效阻燃的作用，氧指数能达到30.0或以上，水平燃烧达到FH-1级别，垂直燃烧也能达到FV-0级别。在几种软化剂中，以TCP对阻燃型EPDM的软化效果及阻燃效果较好，以10phr用量为佳，拉伸强度达到13.0MPa，扯断伸长率为710%，撕裂强度为29.4kN·m^-1，邵A硬度为67度，氧指数为30.3，达到垂直燃烧FV-0级别，电阻率分别为10¹³Ω·cm和10¹⁴Ω，Tg为-60.9℃此外，本课题采用原位生成丙烯酸铝与白炭黑复合补强的方法来制备具有优良力学性能的高填充ATH的EPDM。研究结果表明，原位生成丙烯酸铝可显著改善高填充ATH的EPDM硫化胶的力学性能。在100phr的EPDM中，ATH用量为120phr，丙烯酸（AA）用量为10phr，DCP用量为2.5phr的情况下，可以得到力学性能和阻燃性能良好的无卤阻燃材料：拉伸强度为16.7MPa，扯断伸长率为260%，撕裂强度为26.2 kN·m-1，邵A硬度为78度，氧指数为30.0，达到垂直燃烧FV-0级别，电阻率分别为2.3×10¹⁵Ω·cm和1.8×10¹⁴Ω。DTDM和软化剂TCP的加入会导致EPDM拉伸强度的下降，但可以改善硫化胶的抗撕裂性能，提高扯断伸长率和降低硬度，且对阻燃性能影响不大。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
第一章绪论  12-32
  1.1 三元乙丙橡胶（EPDM）  12-17
    1.1.1 EPDM 的发展概况  12
    1.1.2 EPDM 的制备  12
    1.1.3 EPDM 的结构与性能  12-14
    1.1.4 三元乙丙橡胶的配合  14-16
    1.1.5 EPDM 的应用  16-17
  1.2 聚合物的阻燃及阻燃机理  17-22
    1.2.1 聚合物的燃烧  17-18
    1.2.2 聚合物的阻燃机理及阻燃技术  18-20
    1.2.3 阻燃剂  20-22
  1.3 聚合物的无卤阻燃  22-27
    1.3.1 无机金属氢氧化物体系  23-25
    1.3.2 膨胀型阻燃剂体系  25-26
    1.3.3 硅系阻燃体系  26-27
  1.4 聚合物的电绝缘性能  27-29
    1.4.1 聚合物电阻率  27-28
    1.4.2 聚合物导电机理  28
    1.4.3 聚合物电绝缘性能的影响因素  28-29
  1.5 EPDM的无卤阻燃研究现状  29-30
  1.6 原位生成不饱和羧酸盐补强橡胶的研究  30
  1.7 本论文的创新点  30
  1.8 本文研究的主要目的和主要内容  30-32
第二章实验与表征  32-35
  2.1 主要原材料  32
  2.2 主要仪器与设备  32
  2.3 混炼工艺及试样制备  32-33
  2.4 表征  33-35
    2.4.1 硫化特性  33
    2.4.2 物理机械性能  33
    2.4.3 耐热老化性能  33-34
    2.4.4 阻燃性能  34
    2.4.5 电绝缘性能  34
    2.4.6 动态力学性能  34-35
第三章白炭黑补强无卤阻燃型EPDM 的研究  35-74
  3.1 基本配方的确定  35-40
    3.1.1 硫化体系  35-37
    3.1.2 填充补强剂  37-40
  3.2 硫化体系对无卤阻燃型三元乙丙（EPDM）性能的影响  40-46
    3.2.1 硫化特性  40-41
    3.2.2 物理机械性能  41-42
    3.2.3 阻燃性能  42-43
    3.2.4 电绝缘性能  43-44
    3.2.5 动态力学性能  44-46
  3.3 阻燃剂种类对无卤阻燃型EPDM 性能的影响  46-52
    3.3.1 硫化特性  46-47
    3.3.2 物理机械性能  47-48
    3.3.3 阻燃性能  48-49
    3.3.4 电绝缘性能  49-50
    3.3.5 动态力学性能  50-52
  3.4 ATH对无卤阻燃型EPDM性能的影响  52-57
    3.4.1 ATH 粒径  52-54
    3.4.2 ATH 用量  54-57
  3.5 阻燃剂并用对无卤阻燃型EPDM性能的影响  57-66
    3.5.1 ATH与Sb_2O_3并用  57-60
    3.5.2 ATH与ZB(硼酸锌) 并用  60-63
    3.5.3 ATH与MP并用  63-66
  3.6 软化剂对无卤阻燃型EPDM 性能的影响  66-73
    3.6.1 软化剂种类  66-68
    3.6.2 软化剂用量  68-73
  3.7 本章小结  73-74
第四章原位生成丙烯酸铝制备无卤阻燃型EPDM  74-99
  4.1 丙烯酸（AA）用量的影响  74-79
    4.1.1 力学性能  74-75
    4.1.2 耐热老化性能  75-76
    4.1.3 阻燃性能  76-77
    4.1.4 电绝缘性能  77
    4.1.5 动态力学性能  77-79
  4.2 ATH 用量的影响  79-83
    4.2.1 力学性能  79
    4.2.2 耐热老化性能  79-80
    4.2.3 阻燃性能  80-81
    4.2.4 电绝缘性能  81
    4.2.5 动态力学性能  81-83
  4.3 DCP用量的影响  83-87
    4.3.1 力学性能  83
    4.3.2 耐热老化性能  83-84
    4.3.3 阻燃性能  84-85
    4.3.4 电绝缘性能  85
    4.3.5 动态力学性能  85-87
  4.4 给硫体DTDM 的影响  87-91
    4.4.1 力学性能  87-88
    4.4.2 耐热老化性能  88
    4.4.3 阻燃性能  88-89
    4.4.4 电绝缘性能  89-90
    4.4.5 动态力学性能  90-91
  4.5 TCP 的影响  91-95
    4.5.1 力学性能  91
    4.5.2 耐热老化性能  91-92
    4.5.3 阻燃性能  92-93
    4.5.4 电绝缘性能  93
    4.5.5 动态力学性能  93-95
  4.6 并用Sb_2O_3的影响  95-98
    4.6.1 力学性能  95
    4.6.2 耐热老化性能  95-96
    4.6.3 阻燃性能  96-97
    4.6.4 电绝缘性能  97-98
  4.7 本章小结  98-99
结论  99-101
参考文献  101-108
攻读硕士学位期间取得的研究成果  108-109
致谢  109

无卤阻燃型三元乙丙橡胶的制备与性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文